Silicon Labs電容觸摸感應MCU的工作原理與基本特征

　　利用此電容采集轉換功能，可用在電容觸摸屏或者觸摸按鍵上。比如，電容式觸摸屏的應用(圖3所示)。一般自容式電容觸摸屏主要包括一層表面玻璃層，中間兩層行列交叉的ITO層(行列層之間間沒(méi)有短接)，以及GND底層。每一行和列分別與MCU的采集輸入通道直接相連，當手指觸摸到電容屏的表面玻璃層時(shí)，會(huì )引起某一行或列的ITO 塊的對地電容(如圖4)值變大，從而通過(guò)電容采樣以及特定的算法確定電容值發(fā)生一定變化的點(diǎn)(觸摸點(diǎn))的位置(X,Y),最后將觸摸點(diǎn)的位置上傳給主處理器實(shí)現系統操作功能。

　　目前Silicon Labs 的C8051F7XX觸摸屏功能主要是單點(diǎn)觸摸，但通過(guò)軟件算法可以實(shí)現兩點(diǎn)的手勢識別，比如縮放、旋轉等，同時(shí)還能實(shí)現對水滴識別以及濕的手指觸摸正常劃線(xiàn)功能。

　　而觸摸按鍵的電容采樣原理一樣，只是每個(gè)采集輸入通道連接一個(gè)觸摸按鍵，MCU可以直接確定某個(gè)按鍵被觸摸然后進(jìn)行相應功能的實(shí)現，算法處理相對簡(jiǎn)單。

　　圖3

　　三、Silicon Labs觸摸系列 MCU的優(yōu)勢及特點(diǎn)

　　1. 高信噪比

　　電容傳感器模塊是先通過(guò)釋放外部電容的電量，然后再計算出其充電速度來(lái)確定變化的電容值的。所以在每次的測量之前必須徹底地釋放掉電容遺留的電量才能保證更準確的測量。

　　外部電容的放電是否徹底直接影響到抗噪性能，一般的MCU都是通過(guò)一個(gè)電阻接地來(lái)放電的，而Silicon Labs的MCU是在每一位的轉換之前進(jìn)行兩級的電容重置放電：首先通過(guò)連接一個(gè)小阻值的電阻接地進(jìn)行第一級的放電，釋放了絕大部分的電容殘余電量，然后轉向第二級的重置釋放，與一個(gè)高阻值的電阻串聯(lián)接地，徹底消除可能由于第一級重置釋放結束時(shí)產(chǎn)生的噪聲能量。通過(guò)兩級的電容重置釋放可以充分地消除環(huán)境噪聲的影響，從而大大提高轉換的信噪比。